Interruptor de Aplausos 

1. Introducción. 

Este proyecto es una de las muchas formas de facilitar y reducir el uso de la energía Eléctrica en nuestros hogares, ya que la modalidad de funcionamiento, consiste en dar un simple aplauso parta encender la luz y otro aplauso para a pagarlo, de este modo su principal objetivo es el de ahorrar y facilitar el uso de la energía en los hogares, haciendo un uso mas eficiente de la tecnología.

       2. Materiales 

• 4 resistencias de 1kΩ
• 1 resistencia  de 100kΩ
• 1 resistencia de 10kΩ
• 2 potenciometros fijos de 100kΩ
• 1 micrófono
• 3 transistores NPN 2N22A
• 1 condensador de 47µF
• 1 diodo 
• 1 rele de 5v DC/AC 220v
• 1 bombilla
• LDR
• 1 Soquet para la bombilla
• 1 Circuito Integrado7404
• 1 Circuito Integrado 4017
• Cables para conexión protobard
• 1 protoboard

      3. Base Teórica

• Circuito Integrado 4017

Se trata de un contador/divisor o decodificador con 10 salidas. Estructural mente está formado por un contador Johnson de 5 etapas que puede dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9, con recursos para continuar o detenerse al final del ciclo.

Terminales:

Hábil. Reloj: Si está a tierra, hará que se inicie un nuevo ciclo. si está a VDD se consigue solo un ciclo de funcionamiento.

Carry-Out: Este terminal proporciona un ciclo completo a cada 10 pulsos de entrada, pudiendo usarse para excitar otro 4017 para división sucesiva de frecuencia o recuento por un número superior a 10

Reset: Si se le aplica un nivel alto, lleva ese nivel al terminal "S0", volviendo a iniciar el recuento. Eso significa que si conectamos este terminal a cualquier salida, cuando ésta se lleve a nivel alto se iniciará un nuevo ciclo. Es decir que si conectamos "S4" a la entrada "Reset" tendremos un recuento sólo hasta 4.

VÍDEO DE SIMULACIÓN CON UN 4017

https://www.youtube.com/watch?v=zyzD70AVyHs

• Transistor Bipolar 2N222A

El transistor es un dispositivo que regula corriente o el voltaje, actuando como un interruptor o amplificador para señales electrónicas. Realiza funciones como oscilador, conmutador o rectificador entre otras funciones.Permite la regulación de una corriente principal mediante el valor de una señal pequeña.

El termino bipolar se caracteriza porque la corriente principal se determina por los diferentes tipos de portadores de carga porque circula en dos tipos de materiales

Los Transistores bipolares se dividen en:

Transistores NPN

Transistores PNP

Poseen tres capas y sus respectivos terminales se denominan, Emisor, Colector y Emisor. El emisor suministra los portadores de carga. El colector  los recolecta nuevamente. La base es el elemento de control.

Su funcionamiento costa de 3 estados posibles  en su trabajo dentro de un circuito:

-En Activa: Deja pasar mas o menos la corriente (corriente variable)
-En Corte: No deja pasar la corriente (corriente cero)
-En Saturación: Deja pasar toda la corriente (corriente máxima)

VÍDEO DE SIMULACIÓN DE UN TRANSISTOR

https://www.youtube.com/watch?v=vcTgzZPgIyk&t=69s

• Circuito Integrado Timer 555

Un circuito integrado, también conocido como chip o microchip, es un circuito electrónico complejo en forma de una pastilla pequeña de material semiconductor, encapsulado o envasado en una sola pieza. Esta pieza es una carcasa de la que salen unas patillas que servirán para conectar el circuito integrado al circuito.

También se puede llamar circuito integrado 555, datasheet 555, temporizador 555, integrado 555, circuito generador de pulsos, timer 555, 555 chip.

¿ Para que sirve cada terminal del timer 555?

Terminal 1: Es la que va conectada a tierra (voltaje 0).
Terminal 8: Es el pin donde se conecta el voltaje o tensión de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo).
Ya sabemos como se conecta a la  fuente de alimentación nuestro 555. Veamos las otras patillas.

 Terminal 2: Disparo (trigger): esta patilla hará que se active o no la señal de salida de la patilla 3.
 Terminal 3: es la Salida. Lo que obtendremos a la salida dependerá de como conectemos el circuito integrado 555. Luego veremos más concreta mente. Lo importante es saber que en esta patilla recogemos la señal de salida del 555.
 Estas cuatro patillas son las más importantes para entender los circuitos.

 Terminal 4:reset).  Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee".

  Terminal 5:control voltaje

 Terminal 6:(threshold): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (Termianl 3 a nivel bajo).

 Termianl 7: Descarga (discharge): Utilizado para descargar con efectividad el condensador.

555 Monostable

 Para que nuestro circuito integrado 555 funcione como monoestable debemos conectarlo de la siguiente forma:

 El tiempo que estará activada la salida se calcula de la siguiente forma:

 T = 1,1 x R x C

 Timer 555 astable

 En este modo, el 555 no tiene estado estable, la salida 3 va cambiando continuamente entre el nivel bajo y el alto continuamente, independientemente del estado de la entrada (2). El tiempo que estará la salida en alto y bajo dependerá de los componentes del circuito. Aquí tienes la curva de funcionamiento:

Si tuviéramos un led a la salida estaría encendiéndose y apagándose todo el tiempo. Como ves se genera una señal oscilante. El periodo de la curva, es el tiempo que tarda en repetirse un estado determinado, y en este caso será:

  T = t1 + t2

 t1 y t2 no tienen por que ser el mismo tiempo, aunque el la gráfica del ejemplo es así. Pero como calculamos t1 y t2. Pues nada, igual que antes con una fórmula.

 t1 = 0,693 x (R1 + R2) x C

Funcionamiento del Circuito Interruptor de Aplausos

El circuito del sensor está operativo cuando el microfono detecta un sonido, lo que genera un pequeño voltaje en la base del transistor y posteriormente lo que hace es pasar a un estado de saturación generando una disparo en la entrada del pin 2 del Timer 555. El timer o temporizador recibe los pulsos para luego expulsarlos por su salida de acuerdo a el tiempo programado por la fórmula T1 = 0,693 x (R1 + R2) x C. Luego pasamos al funcionamiento del 4017, trabajando como secuenciador, cada aplauso genera 2 pulsos. El 4017 recibe los pulsos por el pin 14, estos pulsos salen directamente por el pin 3 del 4017 hacia un transistor 2N2222A haciendo que pase de un estado de corte a saturación. El transistor estará conectado a tierra, convirtiendo su salida en negada luego sigue hacia un NOT para cambiarlo a alto y después la salida del NOT va a un OR. Ahora nos vamos al LDR, cuando este capte la luz la impedancia que genera va a ser mínima y cuando el LDR reciba luz la impedancia será muy alta. Tenemos conectado un potenciómetro de 50k ohmios conectado a la salida del LDR. Una vez que se genere la diferencia de potencial se va a energizar el transistor. Cuando llegue la noche el foco tendría que encender  ya que el OR tendrá su salida en 1 y la corriente circulará hasta llegar al foco.

https://www.youtube.com/watch?v=BV8r7v7JaGo&t=178s

CIRCUITO DISEÑADO EN PLACA 

Conclusiones

• Se logro implementar un circuito el mas automatizado el cual nos permita encender un bombillo a partir de aplausos o por de manera automatiza por la ausencia de luz que se da al caer la noche.
• Se logro comprender el funcionamiento de los componentes usados al igual que los integrados y cada uno de sus compuerta y pines.
• Una fuente de alimentación para una bobina debe ser alimentada directamente o en este caso con la ayuda de un transistor 2N2222A
• El funcionamiento del timer 555 esta dado por una influencia externa (pulsos externos) la cual se genera al captar una frecuencia sonora por el micrófono
• La diferencia de potencial que se genera al recibir una frecuencia sonora crea la alimentación del transistor entrando a un estado de saturación.

Observaciones 

-Simulamos un interruptor de aplausos en base a lo aprendido durante el transcurso del curso de Circuitos Digitales.

-Ensamblamos el Circuito en una placa de cobre guiándonos de la simulación hecha en Proteus.

-Estudiamos a profundidad el funcionamiento de los integrados usados en el circuito del interruptor de aplausos.

-Ahorraremos energía eléctrica al momento de aplicar nuestro circuito en un entorno real, ya que este solo estará encendido cuando el usuario lo desee.

-Ahorramos tiempo cuando se enciende foco mediante aplausos en vez de encenderlo manualmente.

Integrantes

-Edwin Benjamin Nina Luna
-Fernando Ccama Álvarez
-Jean Carlo Andía Jiménez
-Edison Gomez Fura